1. Chip ya bluu ya LED + fosphor ya kijani ya njano, ikiwa ni pamoja na derivative ya fosforasi ya polychrome

Safu ya njano ya kijani ya fosforasi inachukua mwanga wa bluu wa baadhiChips za LEDili kutoa picha ya mwanga, na mwanga wa bluu kutoka kwa chips za LED hutoka kwenye safu ya fosforasi na huunganishwa na mwanga wa kijani wa njano unaotolewa na phosphor katika maeneo mbalimbali katika nafasi, na mwanga wa bluu nyekundu ya kijani huchanganywa na kuunda mwanga mweupe; Kwa njia hii, thamani ya juu ya kinadharia ya ufanisi wa uongofu wa photoluminescence ya phosphor, mojawapo ya ufanisi wa quantum ya nje, haitazidi 75%; Kiwango cha juu zaidi cha uchimbaji wa mwanga kutoka kwa chip kinaweza kufikia karibu 70%. Kwa hiyo, kinadharia, ufanisi mkubwa wa mwanga wa mwanga wa bluu nyeupe LED hautazidi 340 Lm/W, na CREE itafikia 303 Lm/W miaka michache iliyopita. Ikiwa matokeo ya mtihani ni sahihi, inafaa kusherehekea.

2. Bluu nyekundu ya kijani kibichi mchanganyiko wa rangi tatu za msingi za RGB aina ya LED, ikijumuisha aina ya RGB W LED, n.k

Watatu haomwanga-kutotoa moshidiodi, R-LED (nyekundu)+G-LED (kijani)+B-LED (bluu), zimeunganishwa ili kuunda mwanga mweupe kwa kuchanganya moja kwa moja mwanga mwekundu, kijani na bluu unaotolewa angani. Ili kuzalisha mwanga mweupe wa ufanisi wa juu kwa njia hii, kwanza kabisa, taa zote za rangi za LED, hasa za kijani kibichi, lazima ziwe vyanzo vya mwanga vyema, ambavyo vinachukua karibu 69% ya "mwanga mweupe wa nishati sawa". Kwa sasa, ufanisi wa mwanga wa LED ya bluu na LED nyekundu imekuwa ya juu sana, na ufanisi wa ndani wa quantum unazidi 90% na 95% kwa mtiririko huo, lakini ufanisi wa ndani wa quantum ya LED ya kijani ni nyuma sana. Hali hii ya ufanisi mdogo wa mwanga wa kijani wa LED inayotokana na GaN inaitwa "pengo la mwanga wa kijani". Sababu kuu ni kwamba LED ya kijani bado haijapata nyenzo zake za epitaxial. Ufanisi wa nyenzo zilizopo za mfululizo wa nitridi za fosforasi ni mdogo sana katika safu ya kromatografia ya kijani kibichi. Hata hivyo, LED ya kijani inafanywa kwa mwanga nyekundu au vifaa vya epitaxial mwanga wa bluu. Chini ya hali ya msongamano wa chini wa sasa, kwa sababu hakuna upotevu wa ubadilishaji wa fosforasi, LED ya kijani ina ufanisi wa juu wa mwanga kuliko mwanga wa bluu + fosphor mwanga wa kijani. Inaripotiwa kuwa ufanisi wake wa mwanga hufikia 291Lm/W chini ya sasa ya 1mA. Hata hivyo, chini ya sasa ya juu, ufanisi wa mwanga wa mwanga wa kijani unaosababishwa na athari ya Droop hupungua kwa kiasi kikubwa. Wakati wiani wa sasa unapoongezeka, ufanisi wa mwanga hupungua kwa kasi. Chini ya 350mA ya sasa, ufanisi wa mwanga ni 108Lm/W, na chini ya hali ya 1A, ufanisi wa mwanga hupungua hadi 66Lm/W.

Kwa phosfidi za kikundi cha III, kutoa mwanga kwa bendi ya kijani imekuwa kikwazo cha msingi cha mfumo wa nyenzo. Kubadilisha muundo wa AlInGaP ili kutoa mwanga wa kijani badala ya nyekundu, machungwa au njano - na kusababisha upungufu wa carrier wa kutosha ni kutokana na pengo la chini la nishati ya mfumo wa nyenzo, ambayo huzuia ujumuishaji mzuri wa mionzi.

Kwa kulinganisha, ni vigumu zaidi kwa nitridi za Kundi III kufikia ufanisi wa juu, lakini ugumu hauwezi kushindwa. Wakati mwanga unapanuliwa kwenye bendi ya mwanga wa kijani na mfumo huu, mambo mawili ambayo yatapunguza ufanisi ni ufanisi wa quantum ya nje na ufanisi wa umeme. Kupungua kwa ufanisi wa quantum ya nje kunatokana na ukweli kwamba ingawa pengo la bendi ya kijani kibichi liko chini, taa ya kijani kibichi hutumia voltage ya mbele ya GaN, ambayo hupunguza kasi ya ubadilishaji wa nishati. Hasara ya pili ni kwamba kijaniLED hupunguana ongezeko la msongamano wa sasa wa sindano na imefungwa na athari ya kushuka. Athari ya kushuka pia inaonekana katika LED ya bluu, lakini ni mbaya zaidi katika LED ya kijani, na kusababisha ufanisi mdogo wa sasa wa kufanya kazi wa kawaida. Hata hivyo, kuna sababu nyingi za athari ya droop, si tu Auger recombination, lakini pia dislocation, carrier kufurika au kuvuja elektroniki. Mwisho huo huimarishwa na uwanja wa umeme wa ndani wa voltage ya juu.

Kwa hiyo, njia za kuboresha ufanisi wa mwanga wa LED ya kijani: kwa upande mmoja, soma jinsi ya kupunguza athari ya Kushuka ili kuboresha ufanisi wa luminous chini ya hali ya vifaa vya epitaxial zilizopo; Kwa upande mwingine, LED ya bluu pamoja na fosforasi ya kijani hutumiwa kwa ubadilishaji wa photoluminescence ili kutoa mwanga wa kijani. Njia hii inaweza kupata mwanga wa kijani kibichi kwa ufanisi wa juu wa kuangaza, ambayo kinadharia inaweza kufikia ufanisi wa juu zaidi wa mwanga kuliko mwanga mweupe wa sasa. Ni mali ya mwanga wa kijani usio na hiari. Kupungua kwa usafi wa rangi unaosababishwa na upanuzi wake wa spectral haifai kwa maonyesho, lakini hakuna tatizo kwa taa za kawaida. Inawezekana kupata ufanisi wa mwanga wa kijani zaidi ya 340 Lm/W, Hata hivyo, mwanga mweupe wa pamoja hautazidi 340 Lm/W; Tatu, endelea kutafiti na kupata nyenzo zako za epitaxial. Ni kwa njia hii tu ndipo kunaweza kuwa na mwanga wa matumaini kwamba baada ya kupata mwanga wa kijani zaidi ya 340 Lm/w, mwanga mweupe ukiunganishwa na LEDs za rangi tatu za msingi, nyekundu, kijani na bluu zinaweza kuwa kubwa zaidi kuliko kikomo cha ufanisi wa mwanga wa chip ya bluu. LED nyeupe ya 340 Lm/W.

3. Ultraviolet LED Chip + tri color phosphor

Kasoro kuu ya asili ya aina mbili zilizo hapo juu za LED nyeupe ni kwamba usambazaji wa anga wa mwangaza na chroma haufanani. Mwanga wa UV hauonekani kwa jicho la mwanadamu. Kwa hiyo, mwanga wa UV unaotolewa kutoka kwa chip huingizwa na phosphor ya rangi ya tri ya safu ya ufungaji, na kisha kubadilishwa kutoka kwa photoluminescence ya phosphor hadi mwanga mweupe na kutolewa kwenye nafasi. Hii ndio faida yake kubwa, kama taa ya jadi ya fluorescent, haina rangi ya nafasi isiyo sawa. Hata hivyo, ufanisi wa kinadharia wa mwanga wa aina nyeupe ya chipu ya ultraviolet haiwezi kuwa ya juu kuliko thamani ya kinadharia ya mwanga mweupe wa aina ya chipu ya bluu, achilia mbali thamani ya kinadharia ya mwanga mweupe wa aina ya RGB. Hata hivyo, ni kwa kutengeneza fosforasi bora za tricolor zinazofaa kwa msisimko wa mwanga wa UV ndipo tunaweza kupata LED nyeupe ya ultraviolet yenye ufanisi sawa au wa juu zaidi wa mwanga kuliko LED mbili nyeupe zilizotajwa hapo juu katika hatua hii. Karibu na LED ya ultraviolet ni mwanga wa bluu, kuna uwezekano mkubwa zaidi, na LED nyeupe yenye wimbi la kati na mistari ya ultraviolet ya wimbi fupi haitawezekana.